變頻電源演示器-基礎電子

精品文檔-下載后可編輯變頻電源演示器-基礎電子本例介紹的變頻電源演示器，采用汽車用舊發(fā)電機改制而成，其頻率變化范圍為0-85Hz，電壓輸出幅度為3-200v(峰值)。將其用于物理實驗教學，可演示電感器自感現(xiàn)象電容器與電感器串聯(lián)諧振、電容器與感器并聯(lián)諧振等現(xiàn)象。

電路工作原理圖2-26是變頻電源演示器電路

圖2-26變頻電源演示器電路

變頻電源采用汽車用舊發(fā)電機改制:拆去發(fā)電機定子線圈的轉(zhuǎn)子線圈，將轉(zhuǎn)子無換向片的一端裝上兩副集電環(huán)，集電環(huán)上的兩個電刷用導線連出后作為電源輸出端(C、D端)接演示電路;原換向片上的兩個電刷用導線連出后作為電源輸入端(A、B端)接直流電源GB(原換向片上的刷架中有一個對發(fā)電機外殼不絕緣，必須拆下重新組裝，使其與外殼絕緣)。演示時，用手搖輪作動力，通過皮帶拖動變頻電源(發(fā)電機)轉(zhuǎn)動。當A、B兩端接人直流電源后，在C、D兩端即由有交流電輸出，其輸出幅度視輸大直流電源大小而恒定不變，輸出頻率隨發(fā)電機的轉(zhuǎn)速的變化而變化。演示電感器自感現(xiàn)象時，A、B兩端接7.5V直流電壓。搖動手搖輪、拖動變頻電源轉(zhuǎn)動(由慢到快)時，C、D兩端即有頻率為0-5OHz、幅度為6V的電壓輸出。演示發(fā)現(xiàn)，在變頻電源的轉(zhuǎn)子未轉(zhuǎn)動時，指示燈HLl(見圖a)發(fā)光，而HL2不亮;在變頻電源轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速較慢(交流電頻率很低)時，HLl和HL2均發(fā)光;在變頻電源轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速較快(交流電頻率較高)時，HLl不發(fā)光，僅HL2發(fā)光。由此說明，直流電可以通過電感器L，而交流電難以通過電感器L。隨著電源頻率的升高，L的感抗增大。在接通電源瞬間，L中產(chǎn)生一個與電源電動勢方向相反的感應電動勢(自感電動勢)，該感應電動勢和原電動勢共同作用于HL2上，而使其發(fā)光;斷開電源的瞬間，L中產(chǎn)生一個與電源電動勢方向相反的感應電動勢，使HL2發(fā)光。演示還表明，自感電動勢遠大于電源電動勢。演示電容器與電感器串聯(lián)諧振現(xiàn)象時，可以觀察到指示燈HL(見圖b)在電源頻率低時和高頻率時均不發(fā)光，而在頻率接近25Hz時才發(fā)光。這說明HL發(fā)光時，電源頻率達到了電感器認電容器C的諧振頻率。因為諧振時L、C的總阻抗，電路中電流，故HL亮。演示電容器與電感器并聯(lián)諧振時，可以觀察到在電源頻率較低時，指示燈HLl和HL3(見圖C)同時發(fā)光;電源頻率較高(5OHz)時，HLl和HL2同時發(fā)光;電源頻率為25Hz時，HL2和HL3發(fā)光，而HLl不亮。這表明25Hz是電容器C、L并聯(lián)諧振的諧振頻率。

元器件選擇L使用40W熒光燈的電感鎮(zhèn)流器。C選用耐壓值為5OV以上的無極性電容器